بتن خود تراکم چیست؟ SCC چگونه خود به خود متراکم و مسطح می‌شود؟

بتن خود تراکم

بتن تازه ماده‌ای شکل‌پذیر است که در شرایط مختلف رفتارهای متفاوتی نشان می‌دهد. یکی از انواع بتن‌های تازه، بتن خود تراکم است که اصطکاک داخلی بسیار کمی داشته، به راحتی پخش شده و همه قالب را پر می‌کند. این بتن که در صنعت ساخت کارایی زیادی دارد، از مزایای بسیاری برخوردار است که تنها در اثر استفاده از طرح اختلاط مناسب فراهم می‌شود. اما سؤال این‌جاست که طرح اختلاط تولید این بتن چیست؟ در این مقاله از بلاگ رامکا بر آن هستیم ضمن پاسخگویی به این سؤال، همه آنچه نیاز است در مورد بتن خود تراکم (Self Consolidation Concrete) بدانید، بیان کنیم. پس تا انتها همراه ما باشید.

بتن خود متراکم SCC

بتن ماده‌ای چگال و دارای قوام است که تهیه و ساخت آن در حالت عادی باید توسط دستگاه و اپراتور پرداخت شود. بتنی که به خوبی قالب‌گیری و تسطیح شود، از دوام و عمر مفید بالایی برخوردار است. بتن خود متراکم، پیچیدگی‌های ساختاری خاصی دارد.

ویژگی و نتایج فوق‌العاده آزمایشات بتن خود متراکم، سبب گستردگی سریع این ماده در تمام کشورها شده، ولی متأسفانه استفاده از این ماده در ایران توسعه نیافته است. به دلیل محدودیت شناسایی این فناوری در میان مجریان بتن کشور ایران، بهره مناسبی از این ماده در صنعت ساخت و ساز برده نمی‌شود.

بتن خود متراکم با نیروی وزن خود پخش می‌شود.
بتن خود متراکم با نیروی وزن خود پخش می‌شود.

بتن خود متراکم باید در هنگام انتقال به حدی قوام داشته باشد که در مسیر و ریختن دچار جداشدگی نشود. به دلیل کم بودن اصطکاک ذرات بتن با هم، بهتر است لوله پمپ بتن را روغن‌کاری کرده تا نیروی بین بتن و لوله زیاد نشود. در صورتی که از این نیروی مزاحم جلوگیری کنید، بتن بدون مشکل از پمپ به محل حمل می‌شود. این روغن‌کاری با خمیر سیمان و افزودنی مناسب صورت می‌گیرد.

بتنی که کارایی زیاد داشته و دانه آن جدا نشود، در عین حال خود به خود قالب را پُر کرده و بدون نیاز به ویبره تمام میلگرد را فراگرفته و مسطح گردد، بتن خود متراکم یا بتن خود تراکم نام دارد. بتن خود متراکم را می‌توان با مصالح معمولی، چون: آب، سیمان و سنگدانه تولید کرد. ساخت این بتن با مواد افزودنی لزج یا قوام آور، نتیجه بهتری خواهد داشت.

این بتن با نام Self Consolidation Concrete تحت وزن خود در قالب پخش می‌شود. مشکلات اجرایی بتن همیشه سبب نیاز به ماده‌ای اضافی در بتن را پدیدار کرده است. روانی ناشی از آب اضافی، با سیمان وارد واکنش هیدراتاسیون نمی‌شود و این آب اضافی، کاهش مقاومت و دوام نهایی بتن را در بر خواهد داشت.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

در این میان تولیداتی در صنعت ساخت ایجاد شد که طی آن انواع افزودنی بتن به وجود آمد؛ افزودنی‌هایی که موجب روانی و عدم جداشدگی دانه بتن، بدون کاهش مقاومت و دوام آن می‌شوند. با کاهش نیروی متخصص و افزایش سطح آرماتور در سازه‌های بتنی و در نهایت، عدم توانایی بتن‌های قدیمی و سنتی در جای‌گیری و قالب‌گیری، نیاز به این بتن بسیار احساس شد.

در سال ۱۹۸۶ در کشور ژاپن، جناب اوکامورا اولین بار ایده ساخت بتن بدون نیاز به ویبره را مطرح کرد. در نهایت، مدل و طرح اختلاط بتن خود متراکم در دانشگاه توکیو تکمیل شد و به تأیید نهایی دستگاه نظارتی و استاندارد رسید و در سال ۲۰۰۲، اولین راهنمای بتن خود متراکم توسط شرکت EFNARC منتشر شد. در ایران نیز در سال ۱۳۷۲ مطالعه روی بتن خود متراکم آغاز گشت.

آزمایش حلقه J
بررسی خصوصیات بتن خود متراکم، از جمله پخش‌شوندگی (آزمایش J)

استفاده از مواد افزودنی همانند پلیمرهای طبیعی آلی یا مصنوعی آلی در آب برای ایجاد خاصیت خود تراکمی در بتن بسیار مناسب است. در واقع ترکیبات ابر روان کننده بتن در ساخت بتن خود متراکم بسیار مرسوم است، چون هم قابلیت روانی بالا و هم حفظ چسبندگی دانه بتن را دارد.

استفاده از پُر کننده‌های معدنی از دیگر روش‌های ساخت بتن خود تراکم است. ترکیب بتن با پوزولان مناسب نتیجه اثربخش و مورد تأییدی برای بتن خود متراکم است. استفاده از طرح اختلاط مناسب بتن که دارای نسبت آب به سیمان کمتر و افزایش میزان مصرف مواد پودری در بتن است.

مواد پودری، بتن را روان کرده و خاصیت یکپارچگی بتن را حفظ می‌کنند. برای ساخت بتن خود متراکم حجم سنگدانه درشت و حداکثر اندازه سنگدانه درشت را باید محدود کرد، ولی استفاده از سنگدانه گردگوشه بسیار توصیه شده است.

بیشتر بخوانید: انواع بتن خود تراکم

تاریخچه بتن خود متراکم

از آغاز گسترش کاربرد بتن مسلح، مشکلات اجرایی ناشی از کاربرد مخلوط‌های خشک، موجب گرایش به مخلوط‌های مرطوب تر و با روانی بیشتر، بخصوص در میان متولیان اجرای سازه‌های بتنی شد. با این حال از آن‌جا که افزایش روانی مخلوط بتنی در گرو استفاده از آب بود و از طرفی افزایش نسبت آب به سیمان تأثیر نامطلوبی در میزان مقاومت و دوام بتن داشت، این سؤال برای متخصصان بتن ایجاد شد که چگونه می‌توان بدون تغییر خواص بتن، روانی مخلوط را جهت سهولت اجرای سازه‌های بتنی افزایش داد؟

البته در آن زمان، راهکار افزایش حجم خمیر سیمان به منظور بهبود کارایی مورد استفاده قرار می‌گرفت که این راهکار نیز معایبی چون افزایش میزان حرارت تولید شده توسط بتن (در مرحله سخت شدن) و نیز افزایش هزینه تولید بتن را در پی داشت.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن نئون NEON

کاهنده قوی آب و روان کننده بتن در مدت بسیار کوتاه

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن رادون RADON

حفظ اسلامپ طولانی، ویژه بچینگ و بتن‌ریزی در هوای گرم

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن پالادیوم PALLADIUM

پر قدرت برای روان کردن بتن هنگام تخلیه در محل پروژه

روان کننده بتن

روان کننده بتن رلیکس RELIX

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

روان کننده بتن

روان کننده بتن فانتوم PHANTOM

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

با پیدایش انواع روان کننده بتن و فوق روان کننده بتن به عنوان نسل جدیدی از افزودنی‌های شیمیایی، بسیاری از مشکلات اجرایی ناشی از کاربرد بتن‌هایی با کارایی کم برداشته شد. با این حال دستیابی به بتنی با قابلیت خود متراکم بودن بدون افت در مقاومت و دوام و نیز عدم ایجاد انسداد و جداشدگی در حالت تازه، سال‌ها به عنوان هدفی دست‌نیافتنی برای صنعت بتن در کشورهای مختلف قلمداد می‌شد.

در آن زمان مشخص شده بود دستیابی به خواص بالقوه هر مخلوط بتنی در گرو اطمینان از انجام عملیات تراکم به طور کامل است. در واقع تجربیات بی‌شماری از تراکم ناکافی بتن در حالت تازه و عواقب آن در حالت سخت شده، این مسأله را تأیید کرده بود.



این مسائل باعث توجه محققین به کارایی و رئولوژی بتن تازه شد. در نهایت در اوایل دهه هشتاد میلادی به دنبال کاهش نیروی کار ماهر در صنعت ساخت و ساز ژاپن و نیز تراکم نامناسب بتن ناشی از افزایش حجم آرماتورهای مصرفی که باعث کاهش کیفیت کارهای اجرایی انجام گرفته شده بود، این موضوع برای چندمین سال مورد بحث و بررسی قرار گرفت تا اینکه نظریه بتن خود متراکم، بتنی که بتواند تحت وزن خود و بدون نیاز به لرزاندن متراکم شده و تمام زوایای قالب را پُر کند، به عنوان راه‌حلی مناسب مطرح شد.

لازمه تحقیق روی بتن خود متراکم، مطالعه عمیق روی کارایی بتن بود که توسط Ozawa و Maekawa در دانشگاه توکیو صورت گرفت. مدل اولیه بتن خود متراکم در سال ۱۹۸۸ تکمیل شد و در همین سال، این نوع بتن برای اولین بار در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی ارائه داد. بر این اساس، اولین پروژه با مقیاس واقعی نیز در سال ۱۹۹۰ با کمک این بتن اجرا شد.

همکاری گسترده چندین گروه تحقیقاتی در دانشگاه به همراه مشارکت تعدادی شرکت فعال در زمینه ساخت و ساز و نیز مواد شیمیایی در کشور ژاپن، منجر به ابداع و گسترش مصالح نوین ساختمانی شد. با اینکه تحقیقات در زمینه بتن خود تراکم در اروپا و آمریکا در مقایسه با ژاپن دیرتر آغاز شد، اما امروزه بتن SCC همزمان با کشور ژاپن در مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی اروپا، کانادا، آمریکا و نیز آسیا موضوع بحث، بررسی و اجرای سازه‌های بتنی است.

پل معلق Akashi – Kaiky6 در ژاپن – از بتن خود تراکم غالباً برای ساخت پی‌ها و نیز پایه‌های عظیم مهاری در این پل استفاده شده است.
پل معلق Akashi – Kaiky6 در ژاپن – از بتن خود تراکم غالباً برای ساخت پی‌ها و نیز پایه‌های عظیم مهاری در این پل استفاده شده است.

در پی استفاده گسترده از بتن خود متراکم در ژاپن، مراکز علمی و پژوهشی دنیا بر آن شدند این تجربیات را به صورت مدون و استاندارد در آورند. منسجم‌ترین تلاش در این زمینه، توسط مؤسسه اروپایی EFNARC در سال ۲۰۰۲ با انتشار راهنمای بتن خود متراکم به ثمر نشست.

در سال ۲۰۰۵ میلادی نیز این مؤسسه به همراه ۴ مؤسسه دیگر، تجربیات موجود در خصوص بتن خود تراکم را تحت عنوان «راهنمای اروپایی بتن خود تراکم، ویژگی‌ها، تولید و کاربرد» گردآوری و منتشر نمود. در ایران نیز آشنایی با این بتن از اوایل دهه ۷۰ آغاز شد و با گذشت زمان و پس از انجام مطالعاتی در دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی کشور، این نوع بتن در چندین پروژه خاص به کار گرفته شد.

خصوصیات و ویژگی‌های بتن خودتراکم

بتن خود متراکم خواص اصلی را در حالت خمیری یا همان بتن تازه دارد. حساسیت ویژگی‌ها در بتن تازه بسیار بالا است؛ چون با گذر زمان و سفت شدن بتن، این خواص به تدریج از بین رفته و در بتن سفت مشاهده نخواهد شد. هر بتنی که قابلیت‌های ذیل را به صورت همزمان داشته باشد، در دسته بتن خود تراکم جای می‌گیرد:

  • پُر کردن بدون دخالت اجزای خارجی، مثل ویبره یا نیروی کار
  • عبور کردن خود به خود
  • عدم جداشدگی دانه بتن

به زبان ساده توصیف کارایی و روانی بتن، همان توصیف بتن خود متراکم است. بتنی که با نیروی وزن خود تمامی محیط بتن‌ریزی را در بر گرفته و در نهایت مسطح شود، بهترین نوع بتن خود متراکم است. حرکت در مقاطع تنگ و موانع مختلف بدون گرفتگی که به دلیل جداشدگی دانه بتن رخ ‌دهد، از ویژگی‌های بتن خود تراکم است. پس در بتن خود متراکم باید پایداری دینامیکی و استاتیکی وجود داشته باشد.

استفاده از بتن خود تراکم در سازه‌های پر آرماتور
استفاده از بتن خود تراکم در سازه‌های پر آرماتور

پایداری دینامیکی همان مقاومت بتن در برابر جداشدگی دانه بتن به هنگام جریان یافتن و حرکت کردن بتن است و پایداری استاتیکی بتن، مقاومت در برابر آب انداختگی بتن به هنگام تسطیح و پرداخت بتن است؛ آب‌انداختگی که در اثر آن، شاهد نشست سطحی نیز خواهید بود.

افزودنی بهبوددهنده لزجت (VMA) در بتن برای پایداری به کار می‌رود. اثر این افزودنی بعد از بتن‌ریزی و حفظ پایداری دانه بتن مشخص می‌شود. در مکانی که بتن ریخته شده و در جای خود باقی بماند، امکان ته‌نشینی و سقوط سنگدانه به کف وجود دارد. از جمله خواص مکانیکی بتن سخت شده، مقاومت فشاری آن است. در بتن با مقاومت نهایی بالا، مقاومت سنگدانه بسیار مهم است؛ حتی نوع شکل هندسی سنگدانه در مقاومت نهایی بتن مؤثر است.

ساخت بتن خود متراکم با افزودنی‌های پایه پلی کربوکسیلات اتر، مقاومت اولیه و نهایی بیشتری نسبت به نوع روان کننده نفتالینی و ملامینی و همچنین روان کننده‌های لیگنوسولفوناتی دارد. مقاومت کششی و خمشی در بتن خود متراکم اندکی بیشتر از بتن عادی است. در بررسی پایداری ابعادی و میزان کرنش بتن نیز مشخص شده که بتن خود متراکم نتایج بسیار بهتری در آزمایشات از خود بر جای گذاشته است.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن نئون NEON

کاهنده قوی آب و روان کننده بتن در مدت بسیار کوتاه

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن رادون RADON

حفظ اسلامپ طولانی، ویژه بچینگ و بتن‌ریزی در هوای گرم

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن پالادیوم PALLADIUM

پر قدرت برای روان کردن بتن هنگام تخلیه در محل پروژه

مدول الاستیسیته بتن خود متراکم، در اثر کاهش تخلخل افزایش پیدا می‌کند و تقریباً رابطه مستقیمی بین الاستیسیته و مقاومت بتن وجود دارد. برآورده کردن الاستیسیته برابر یا در حدود بتن معمولی برای این نوع بتن حالتی ایده‌آل است؛ چرا که در اثر استفاده از مواد افزودنی، این خاصیت بتن که عمدتاً در اثر وجود هوای بتن است، دچار مشکلاتی می‌شود.

مزایای بتن خود متراکم

کاربرد مناسب بتن خود متراکم بسیار به ساخت سازه بتنی کمک می‌کند. افزایش بهره‌وری بتن به هنگام استفاده از بتن خود متراکم بسیار مشهود است. به طور معمول در دیوار برشی و ستون که مقطع باریک و آرماتور زیاد است، تراکم نامناسب بتن در بعضی قسمت‌ها منجر به کاهش دوام و پایداری سازه می‌شود. استفاده از بتن خود متراکم، افزایش بهره‌وری حمل و نقل بتن را فراهم می‌کند. رفتار بتن خود متراکم بسیار مشابه مایع است و همین خصوصیت، سبب استفاده بیشتر از صنایع مکانیزه و ماشین‌آلات در بتن خواهد بود. هر چه کاربرد تکنولوژی در بتن پررنگ‌تر شود، کاربرد آن گسترده‌تر شده و رو به تکامل می‌رود.

بتن خود متراکم، باعث افزایش دوام سازه می‌شود.
بتن خود متراکم، باعث افزایش دوام سازه می‌شود.

در ادامه برخی از مزایای بتن خود متراکم را مشاهده می‌کنید:

  • تسریع اجرای سازه بتن آرمه و کاهش زمان کلی پروژه
  • بهبود کیفیت نهایی بتن ساخته شده که به دلیل تراکم صورت می‌گیرد
  • کاهش آلودگی صوتی ناشی از ویبره
  • حفظ ایمنی کارگاه در اثر عدم بکارگیری ویبراتور و ابتلای کارگران به سندروم انگشت سفید
  • کاهش هزینه اجرای بتن
  • استفاده از بتن خود متراکم در نواحی با معماری ویژه یا بتن نمادار
  • افزایش دوام به دلیل تراکم بالا
  • امکان طراحی خاص سازه به دلیل عبور بتن از نواحی سخت
  • توسعه صنعت بتن پیش‌ساخته و قطعات بتنی
  • افزایش ایمنی کارگران در اثر کاهش خستگی ایشان
ساخت قطعات پیش‌ساخته بتنی با بتن خود متراکم
ساخت قطعات پیش‌ساخته بتنی با بتن خود متراکم

کاربرد بتن خود متراکم

بتن خود متراکم به دلیل اسلامپ بسیار زیاد (حدود ۴۵۰ تا ۸۰۰ میلی‌متر) کاربرد بسیار گسترده و متنوعی دارد. در مکانی که ویبره بتن و پرداخت سطح بتن امری دشوار یا غیرممکن است، استفاده از بتن خود متراکم به بهره‌وری پروژه کمک شایانی می‌کند؛ تا جایی که بدون نیاز به پرداخت سطح بتن، بتنی صاف و صیقلی خواهید داشت. وقتی بتن روان شود، به خوبی تمام میلگرد را پوشانده و بتن به صورت یکنواخت با میلگرد درگیر می‌شود.

در ساخت قطعات بتنی، هزینه زیادی برای قالب‌گیری و متراکم کردن بتن صرف می‌شود. استفاده از افزودنی برای ساخت بتن خود متراکم، هزینه و استهلاک کارخانه قطعات بتنی را به شدت کاهش می‌دهد. برخی از کاربردهای عملی و اجرا شده بتن خود متراکم در ذیل بیان خواهد شد:

  • ساخت موزه ملی سرخ‌پوستان در امریکا: تمام تلاش مجریان، جهت ساخت سازه بتنی عظیمی به کار گرفته شده که شبیه تکه سنگی فرسوده به نظر برسد. این پروژه با استفاده از بتن خود متراکم فراهم شد. در این پروژه هیچ شکستگی نما و زاویه قائم وجود ندارد و ساخت این قالب با بتن خود متراکم امکان‌پذیر بود.
موزه ملی سرخ‌پوستان در واشنگتن
موزه ملی سرخ‌پوستان در واشنگتن
  • بازار بزرگ میدسامر در لندن: ستون بیضوی با تراکم آرماتور بالا و دشواری بتن‌ریزی و استفاده از بتن خود متراکم، سبب ۴۰% کاهش زمان ساخت پروژه شد. در نهایت ۱۰% در کل هزینه صرفه‌جویی شد.
  • ساخت پایه ضربدری برج میلاد تهران: از بتن خود متراکم برای ساخت لابی این سازه استفاده شد. این لابی پیرامون بدنه برج و در شش طبقه ساخته شده است. نمای اصلی لابی، ضربدری شکل بوده و از بتن خود متراکم سفید رنگ ساخته شده است.
 پایه ضربدری برج میلاد تهران
پایه ضربدری برج میلاد تهران
  • دیوار عکس‌العمل در آزمایشگاه سازه دانشگاه شربروک کانادا: ساخت یک دیوار با عکس‌العمل قوی برای آزمایش دینامیکی مقاطع سازه‌های بزرگ با بتن خود متراکم و سیستم مسلح با پس‌کشیدگی صورت گرفته است.
  • طرح توسعه حرم حضرت معصومه (سلام‌الله علیها) قم: در کتیبه‌نویسی آیات از بتن خود متراکم استفاده شده است. عدم امکان ویبره بتن، اصلی‌ترین دلیل استفاده از این نوع بتن بود.
  • تونل رسالت تهران: به دلیل عدم دسترسی به بعضی قالب‌های تونل از بتن خود متراکم استفاده شد.
تونل رسالت تهران
تونل رسالت تهران
  • هتل و برج ترامپ شیکاگو: تراکم آرماتور و نیاز به بتن مقاوم و استفاده از سنگدانه آهکی ریز، خود به خود منجر به استفاده از بتن خود متراکم در این سازه شد.
  • فرودگاه بین‌المللی پیرسون تورنتو کانادا: به دلیل عدم وجود فضای کافی برای استفاده از روش‌های معمول جای‌دهی بتن از بتن خود متراکم استفاده شد.
فرودگاه بین‌المللی Pearson در تورنتو کانادا
فرودگاه بین‌المللی Pearson در تورنتو کانادا

آزمایش‌های بتن خودتراکم

  • آزمایش ویسکوزیته یا جریان در حالت آزاد: سنجش توانایی تغییر مسیر بتن
  • آزمایش سنجش تراکم: تقریباً شبیه مخروط تست اسلامپ بتن و تکرار آن در دو مرتبه متوالی
  • آزمایش ظرفیت پر کنندگی بتن: پُر کردن جعبه آزمایش توسط قیف مخصوص
  • آزمایش نشست سطحی: تست استوانه ۸۰۰ میلی‌متری و محاسبه نشست بتن تا زمان سخت شدن
  • آزمایش جداشدگی دانه بتن: بررسی توسط شبکه تست جدا شدگی بتن
  • آزمایش مقاومت فشاری بتن: عمل‌آوری ۱۲ نمونه استوانه‌ای در رطوبت بالا و بررسی مقاومت ۲۸ و ۹۰ روزه
  • آزمایش کارایی دو نقطه‌ای: بررسی بتن با دستگاه رئومتر و تنظیم سرعت چرخش مخصوص این آزمایش
  • آزمایش تثبیت هوای بتن: پس از لرزش و مخلوط کردن، باید هوای بتن در شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گیرد.
  • آزمایش جعبه L و قیف V: در ظروف استاندارد بتن‌ریزی انجام شده و نتایج برای مجریان بتن شرح داده می‌شود.

در مورد آزمایشات بالا طراحی بسیار زیاد و مختلفی صورت گرفته و توسط شرکت‌ها به کار برده می‌شود. در آزمایشی برای تست قیف V شکل، ۱۲ لیتر بتن بدون ضربه و متراکم کردن در قالب ریخته شده و روی آن صاف می‌شود. پس از ۱۰ ثانیه، محفظه زیر قالب باز شده و زمان ریختن کامل بتن اندازه‌گیری می‌شود. زمان مناسب تخلیه بتن خود متراکم بین ۶ تا ۱۲ ثانیه است.

در آزمایش J، باید میزان توانایی باز شدن بتن در حضور میلگردها بررسی شود. زمان رسیدن قطر بتن به ۵۰ سانتی‌متر در دو حالت با و بدون میلگرد ثبت می‌شود. در جعبه L شکل، بعد از پُر کردن دستگاه و بلند کردن دریچه پس از ۱ دقیقه، نسبت انسداد بتن اندازه‌گیری می‌شود. زمان رسیدن بتن به فواصل ۲۰ و ۴۰ سانتی‌متری نیز باید بررسی شود.

نسبت انسداد بتن خود متراکم، همان عمق بتن در قسمت افقی به قائم است. مقدار حدود ۰٫۸ برای این نوع بتن مورد تأیید است. اگر این مقدار به ۱ برسد، روانی بتن چیزی شبیه به آب خواهد بود.

دستگاه تست بتن جعبه L شکل
دستگاه تست بتن جعبه L شکل

معایب بتن خود متراکم

محدودیت استفاده از بتن خود متراکم در فصول سرد و یخبندان بسیار احساس می‌شود. به همین دلیل باید مواد هوازا و حباب‌ساز در کنار افزودنی‌های دیگر این بتن به کار گرفته شود. زمان ساخت بتن خود متراکم نسبت به بتن معمولی بیشتر و ترتیب افزودن هر ماده به مخلوط باید طبق روش تهیه باشد. ارتفاع سقوط بتن در این روش بسیار مهم و در منابع با تأکید زیاد به ۱٫۲ متر محدود شده است. در صورت افزایش این ارتفاع، استفاده از قیف و لوله (ترمی) الزامی است. حداکثر طول جاری شدن بتن برای حفظ خواص، ۱۰ متر در نظر گرفته شده است.

محدود کردن ارتفاع سقوط بتن خود متراکم الزامی است.
محدود کردن ارتفاع سقوط بتن خود متراکم الزامی است.

بتن در برخی نقاط گوشه به دلیل وجود هوا نیاز به میله زدن پیدا می‌کند. لذا باید به سرعت پس از بتن‌ریزی، عملیات حفظ آب بتن صورت گیرد تا بتن ترک نخورد. جمع‌شدگی خمیری که در بتن تازه به دلیل افت سریع آب رخ می‌دهد، در بتن خود متراکم بسیار مشهود است.

پس در محیطی که امکان تبخیر شدید آب وجود دارد، بتن باید تحت مراقبت شدید قرار گیرد. در همین راستا نیز جمع‌شدگی ذاتی و ناشی از خشک‌شدگی، جزو معایب قابل کنترل بتن خود متراکم است.

بیشتر بخوانید: بتن خود ترمیم شونده

طرح اختلاط بتن خود متراکم

اندازه سنگدانه در این بتن به حداکثر ۲۰ میلی‌متر محدود شده است. در طرح اختلاط این بتن می‌توان از ماسه گردگوشه و تیزگوشه و هر دو نوع سیلیسی و آهکی استفاده کرد. معمولاً استفاده از پودر – که شامل ذرات ریز در ساخت و اجرای بتن خود تراکم هستند – در بتن خود متراکم بسیار مؤثر است.

کنترل حداقل ریزدانه برای جلوگیری از جداشدگی ذرات بتن الزامی است. استفاده از همه نوع شن در بتن خود متراکم آزاد است. حداکثر اندازه بین ۱۶ تا ۲۰ میلی‌متر مجاز است، ولی در برخی استانداردها سنگدانه تا ۴۰ میلی‌متر را قابل استفاده می‌دانند.

استفاده از سنگدانه گرد به دلیل عدم قفل شدن آن‌ها در هم نسبت به سنگدانه شکسته برتری دارد. وقتی اصطکاک داخلی سنگدانه حداقل شود، روانی بتن افزایش چشمگیری نسبت به نوع سنگدانه درگیر با هم دارد. در طرح اختلاط، موادی نظیر پودر سنگ یا پودرهای فعال برای افزایش گرانروی بتن در نظر گرفته می‌شود. 

سنگدانه گرد گوشه و سنگدانه شکسته
سنگدانه گرد گوشه و سنگدانه شکسته

نسبت حجمی آب به کل پودر – چه سیمان و چه پودر سنگ – باید در حدود ۰٫۸ تا ۱٫۱ یا ۳۵% تا ۴۰% کل بتن بوده و مقدار سنگدانه حدود ۲۵% تا ۳۵% کل بتن باشد. البته شاید به واسطه محدودیت دسترسی به مصالح بومی و اقتصاد پروژه، اجبار در استفاده از بعضی مصالح وجود داشته باشد.

کل میزان پودر بتن خود متراکم باید بین ۳۸۰ تا ۶۰۰ کیلوگرم در مترمکعب حجم کل بتن باشد. اعداد ذکر شده حدودی بوده و بنابر پروژه و شرایط محیطی، مقدار دقیق آن توسط طراحان ارائه می‌شود. پس بنا بر توضیحات بالا، سه روش برای ساخت بتن خود متراکم وجود دارد:

  • افزایش مواد پودری بتن
  • کاربرد کم مواد پودری و افزایش مواد افزودنی اصلاح لزجت
  • ترکیبی از دو روش بالا و میزان مصرف متوسط از مواد پودری و افزودنی لزجت بتن
استفاده از بتن خود متراکم در بتن‌ریزی گسترده
استفاده از بتن خود متراکم در بتن‌ریزی گسترده

به جز مسائل فنی بتن خود متراکم، باید به بحث اقتصاد آن نیز پرداخت. هزینه ساخت بتن خود متراکم به دلیل نیاز به افزودنی شیمیایی، نسبت به بتن معمولی بیشتر است؛ ولی در نهایت بتن خود متراکم به دلیل کاهش نیروی انسانی و تجهیزات مورد نیاز، صرفه‌جویی در هزینه را در پی خواهد داشت. 

تمام تلاش مجریان بتن خود متراکم، دستیابی به طرح اختلاط بهینه برای ایجاد خواص روانی در بتن تازه است که در نهایت مقاومت مطلوبی به دست خواهد آمد. روش عمومی طرح اختلاط بتن خود متراکم به شرح ذیل است:

  • تعیین میزان هوای مورد نیاز بتن
  • تعیین میزان سنگدانه درشت تا ۵۰% حجم مواد جامد مخلوط
  • میزان ماسه مورد نیاز که ۵۰% باقی‌مانده مواد جامد است.
  • تعیین میزان نسبت آب به مواد پودری
  • تعیین مساحت جریان و زمان جریان نسبی به کمک قطر پخش شدن بتن
  • دستیابی به میزان فوق روان کننده یا ابر روان کننده بتن بهینه تا رسیدن به جریان نسبی، مساحت ۵ و زمان جریان حدوداً ۱ شود.
  • استفاده از نسبت به دست آمده و دستیابی به میزان پخش‌شدگی ۶۵۰ میلی‌متر
  • ارزیابی خواص وابسته به زمان

در این روش، محدودیت مقاومت فشاری بتن تعیین نشده، ولی در صورت میزان آب به سیمان کمتر، مقاومت فشاری سازه‌ای هم فراهم می‌شود. با گذر زمان اصلاحاتی در دانشگاه توکیو و دانشگاه دلفت هلند در زمینه میزان مصرف مصالح ارائه شد. البته طرح اختلاط فراوانی نیز توسط دیگر مراکز مرتبط، نظیر انجمن بتن امریکا و مرکز تحقیقات سنگدانه تگزاس و انجمن تحقیقات بتن سوئد ارائه گشت.

در این مقاله تلاش شد کلیات بتن خود متراکم همراه با کاربردها، مزایا و… مطرح شود. امیدواریم توانسته باشیم برایندی کلی از این مطلب در اختیار شما بگذاریم. خواهشمندیم با بیان نظرات کاربردی خود، ما را در ارتقای کیفیت مقالات یاری رسانید.

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن نئون NEON

کاهنده قوی آب و روان کننده بتن در مدت بسیار کوتاه

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی جیپیکس GIPIX

مناسب برای تولید محصولات گچی و بتنی با حفظ کارایی طولانی مدت

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی یونیکس UNIX

افزایش زمان حالت خمیری و کارایی ملات سنگ مصنوعی

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

ضد یخ بتن

ضد یخ ملات مایع آلپاین ALPINE

زودگیر کننده‌ ملات، دارای کلر

حباب هوا ساز بتن

حباب هوا ساز بتن هیرو HERO

افزایش کارایی و دوام در برابر سیکل ذوب و یخبندان

رزین سنگ مصنوعی

رزین سنگ مصنوعی رزیکس RESIX

افزایش آب‌بندی و مقاومت فشاری و خمشی موزاییک پلیمری

ضد یخ بتن

ضد یخ بتن مایع اسکیمو ESKIMO

زودگیر بتن بدون کلر

5 دیدگاه برای “بتن خود تراکم چیست؟ SCC چگونه خود به خود متراکم و مسطح می‌شود؟

  1. اشتراک‌ها: آزمایش های بتن خود تراکم : 17 آزمایش اصلی و کاربردی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

چت تلگرام | مشاوره و خرید افزودنی بتن
مکالمه را شروع کنید
سلام! برای چت در تلگرام  پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید